解密華為光伏逆變器 可靠性要怎么樣煉成？

電源網：太陽能發電系統通常筆直暴露在室外環境工作，常常遇到高溫、高寒、高濕、大風沙，淋雨，鹽霧等惡劣氣象條件。華為可靠性試驗室業界首創開發出了溫度、濕度、腐蝕性粉塵三綜合應力實驗設備，使得逆變器產品在惡劣場景使用具有卓越的適應能力。針對戶外使用，采用高溫、淋雨、帶電溫循、外場暴露等加速辦法，驗證了逆變器的長期可靠性，保證設備長期穩定運行。

1.溫變影響機理

溫度不同，材料結構的分子運動的速度不同，在不同材料之間就出現膨脹系數、熱傳遞性能的匹配差異，容易導致部件的卡緊件松弛。IGBT模塊和散熱器之間的熱不匹配、不同材料的收縮或膨脹率不同，可誘發部件的變形或破碎、表面涂層開裂、氣密性變差或泄漏、絕緣保護失效等。通常溫度變化慢，影響不分明。急劇的溫度變化可能會暫時或永久的影響設備的正常工作。

同時溫度的快速變化，容易在單板，機殼等位置形成凝露，結水或結冰等現象，這對逆變器的運行帶來較大的風險。

2.溫變影響案例

影響逆變器溫度的主要是地域溫差、晝夜溫差、季節溫差、天氣變化如太陽、風、雨等形成的溫差。同時自然散熱在熱源和器件、外殼之間也形成溫差，導致逆變器個部件之間形成溫差。在北方地區冬季溫度較低，很多地方低于-20℃，夏季溫度超過40℃，晝夜溫差20℃、季節溫差60℃，同時逆變器外殼的溫升在20~30℃，內部IGBT的溫升在40~50℃。這樣容易在內部腔體內形成溫度差和各個部位的溫度差，并且溫度變化頻繁，這些對產品材料的選擇提出了嚴峻的挑戰。

此外早晚開機功率輸出，突變的陣雨及惡劣的天氣變化，溫變速率大，容易在一些部件上形成凝露，這也將影響逆變器的安全運行。

3.應對處理方案

產品設計上要考慮溫差的影響，同時考慮凝露風險，如單板聚集、涂覆保護、內部風扇散熱等多項措施。在驗證方面一般采用高溫淋雨實驗和PTC帶電溫循實驗來驗證整機性能，作為查找薄弱點的主要辦法。同時通過外場暴露來補充驗證嚴酷環境的長期適應能力。

設計中考慮溫度均衡、溫差分布連續，戒備內部形成分明的溫差，從而平衡內部單板溫度。提高產品對溫變的適應性。通過熱仿真的辦法分解散熱器、內部功率管、PCB單板器件等的熱數據，設計中使熱平衡平均分配。

4.實驗驗證辦法

4.1高溫淋雨實驗

4.1.1高溫淋雨實驗的場景分解

淋雨實驗室在高溫、高濕的條件下，通過冷水筆直沖淋實驗樣品，讓樣品外部快速降溫，此不僅是驗證實驗樣品的IP防護等級，同時也是驗證內部凝露的風險。一般通過內部貼濕度試紙的形式來檢查內部是不是發生凝露。同時也可進行帶電實驗，測試逆變器在高溫淋雨時是不是得到保護或失效。

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